Impianti termoelettrici a CDR: Descrizione

In materia di gestione del problema rifiuti, le centrali e gli impianti termoelettrici si propongono come alternativa per lo smaltimento degli scarti attraverso un processo di combustione ad elevate temperature.

Nei moderni impianti termoelettrici, come quelli progettati da SMEA Engineering, si sfrutta il calore generato dalla combustione dei materiali per recuperarne energia: questa può essere ottenuta sotto forma di elettricità o di calore (teleriscaldamento), solo sfruttando la potenza espansiva del vapore.

I termovalorizzatori smaltiscono svariate tipologie di rifiuti come i rifiuti solidi urbani (RSU) intesi unicamente nella loro componente secca, rifiuti medici e ospedalieri, fanghi di depurazione o scarti generati dall’industria chimica.

È altamente raccomandabile che il materiale in input, prima di essere ingressato negli impianti termoelettrici a CDR, sia accuratamente trattato per far sì che vengano rimossi tutti quei materiali che hanno un potere calorifico basso o nullo, sia questo perché non combustibili (metalli, vetro, ecc) o perché sono umidi. Il materiale pronto a prender parte a questo processo prende poi il nome di “combustibile derivato da rifiuti” o CDR.

Impianti termoelettrici: funzionamento (torna su)

Le centrali e gli impianti termoelettrici maggiormente utilizzati in Italia e in Europa sono “a griglie” (in seguito esamineremo anche altre tipologie). Le fasi principali di funzionamento di un termovalorizzatore di questo tipo, riassunte in maniera semplice e schematica, sono le seguenti:

Per prima cosa avviene il posizionamento dei rifiuti in entrata in un luogo aspirato e ventilato in modo da evitare la diffusione di odori sgradevoli, in seguito, si effettua il trasporto del materiale all’interno del forno per mezzo di un ragno o una tramoggia.
Ovviamente, migliore sarà il pretrattamento dei rifiuti, ovvero disidratazione e separazione da inerti, maggiore sarà il potere calorifico;

I rifiuti giungono quindi nel forno pronti per la combustione e si muovono su delle griglie in movimento che ne mescolano il contenuto. Dal basso viene sospinta dell’aria utile al processo che massimizza il rendimento e spingendo la temperatura fino a 1000 gradi centigradi e oltre, usando se necessario del metano qualora il combustibile non sia sufficiente.
Superata la prima camera di combustione se ne trova un’altra, definita camera di post-combustione, che ha lo scopo di perfezionare ulteriormente il risultato riducendo al minimo l’inquinamento;

Il grande calore generato dal processo descritto sopra, porta a vaporizzare l’acqua contenuta nella caldaia sviluppando del vapore ad alta pressione. Il gas viene utilizzato all’interno di una turbina per generare energia elettrica grazie all’ausilio di un alternatore e di un motoriduttore;

Una volta che i rifiuti hanno terminato il loro processo di combustione, le ceneri vengono scaricate in un recipiente d’acqua in fondo alle griglie, in modo che siano raffreddate per essere poi trasportate in apposite discariche. L’acqua invece deve subire un processo di depurazioneprima di essere restituita all’ambiente esterno;

Il fumo generato dal processo di smaltimento va accuratamente depurato, prima di essere rilasciato nell’aria, e questo attraverso numerose tipologie di filtri.

Tipologie di Centrali e Impianti Termoelettrici (torna su)

In base alla diversa tipologia di camera di combustione, si possono suddividere i termovalorizzatori e gli impianti termoelettrici a CDR in più categorie:

Centrali termoelettriche a griglie: qui i rifiuti vengono posizionati sopra a delle griglie che possono essere fisse o movimentate, questo per favorire una combustione progressiva del materiale. L’aria può essere sospinta nella camera da diverse direzioni, ma in ogni caso una parte sempre dal basso per agevolare il processo e raffreddare le componenti metalliche.
Centrali termoelettriche a letto fluido: in un primo momento un forte getto d’aria viene sospinto dal basso verso l’alto, attraversando un deposito di sabbia, e portandolo in una sospensione turbolenta; a questo punto il CDR viene immesso e inizia a fluttuare insieme alla sabbia e bruciando, dando l’impressione si tratti appunto di un fluido.
Questo metodo è particolarmente utilizzato per trattare gli scarti dell’industria petrolchimica; il vantaggio è la richiesta di poca manutenzione, anche grazie all’assenza di macchinari in moto dentro la fornace.
Centrali termoelettriche a forno rotativo: questo tipo di impianto termoelettrico trova particolare applicazione nel trattamento dei rifiuti speciali, come quelli industriali e ospedalieri; nella prima camera di combustione viene applicato un cilindro parzialmente inclinato che roteando fa depositare all’esterno le ceneri o il materiale non infiammabile, i gas invece completano il loro processo nella seconda camera prima di venire accuratamente purificate (può essere inserito anche un post-bruciatore per coinvolgere anche le particelle più fini) e filtrate per essere quindi emesse in atmosfera.
Focolare a step multipli. I CDR in ingresso passano attraverso diversi fuochi, azionando braccia meccaniche dentate installate ad una certa altezza dalla fiamma. Con questa tipologia di impianti termoelettrici si può anche effettuare il trattamento dei fanghi di depurazione.

Recupero Energetico negli Impianti Termoelettrici (torna su)

Nelle centrali e negli impianti termoelettrici più moderni, come quelli progettati dalla SMEA Engineering, viene recuperato buona parte del calore prodotto e ciò permette di generare vapore che serve a produrre energia elettrica che potrà essere rivenduta o sfruttata come teleriscaldamento (per esempio come acqua calda da utilizzare internamente o per uffici e abitazioni).

A proposito, è bene sapere che mentre l’efficienza energetica è del 19-27% se si recupera solo energia elettrica, essa sale al 58% se si cattura anche parte dell’energia da riscaldamento (cogenerazione).

Incentivi Statali

Gli incentivi riconosciuti al momento dallo stato italiano sono di due tipi:

Certificati verdi: si tratta di attestazioni rilasciate a chi sta producendo energia rinnovabile, ovvero a chi riesce ad emettere meno CO2 di quanto farebbe una centrale rifornita con combustibili fossili (come quelle a carbone e a petrolio). Questi stessi combustibili sono poi vendibili a chi è obbligato a produrre una quota di energia rinnovabile e non riesce a raggiunge l’obiettivo.
CIP 6 (recentemente vietato però per impianti termoelettrici che smaltiscono la componente inorganica dei rifiuti): consiste in un ricavo gonfiato derivante dalla vendita di energia elettrica per 8 anni.

Vantaggi dei termovalorizzatori (torna su)

I motivi che contraddistinguono positivamente le centrali e gli impianti termoelettrici sono i seguenti:

Innanzitutto il processo sopra descritto che riduce fortemente il materiale da depositare in discarica, si parla di una riduzione di almeno il 70% del peso e del 90% del volume, senza contare che buona parte dei rifiuti vanno separati ancora prima di entrare in combustione, per poter esser riciclati e riutilizzati. Non si brucia materiale che può essere recuperato;
Il termovalorizzatore permette di recuperare energia e quindi denaro, che può andare a favore dei cittadini sotto forma di riduzione della tassa sui rifiuti;
I rifiuti non riciclabili sono scarti che se non utilizzati in termovalorizzatori andrebbero comunque riversati in discarica risultando molto più inquinanti. Sottoponendoli a combustione, invece, si ha la possibilità di filtrare un’enorme quantità di sostanze inquinanti, e si evita di bruciare del petrolio: si pensi che mediamente una tonnellata di rifiuti sostituisce due barili di greggio;
Grazie anche alle soluzioni di progettazione impianti industriali di SMEA Engineering, si è conseguito un notevolissimo abbattimento del rilascio delle sostanze inquinanti, rimanendo ben al di sotto dei limiti imposti per legge (si veda la tabella sotto).

Telefono

E-Mail

Impianti termoelettrici a CDR e Centrali